云服务厂商更换芯片频率带宽和频率的关系

聚焦ARM赛道，共赢5G时代。我们将为大家讲述ARM安卓虚拟化的应用发展以及行业资讯。在前两期视频中，我们一起回顾了移动端选择ARM的历史，及虚拟化技术，本期我们一起来看一下Arm在服务器领域的发展，以及ARM云的应用场景。

全球95%的移动芯片都是基于ARM，手机、iPad等设备，大部分都是采用ARM芯片。PC、服务器和数据中心市场，过去一直被X86架构控制。不过，早在年，ARM就开始酝酿进入服务器芯片领域，但是曾经处于低谷状态，究其原因，主要有：

-年，嘉协达(Calxeda)、马威尔（Marvell）、戴尔（Dell）等先后推出采用ARMv7架构的服务器芯片，因为性能问题很快落下帷幕。为了解决这一问题，ARM公司于年发布了ARMv8架构。64位的ARMv8指令集相对于此前的32位ARMv7有着巨大的提升，并且更适用于服务器市场。

此后，飞腾、华为、AMD、博通、高通、三星、英伟达等，开始陆续推出基于ARMv8指令集的服务器芯片。虽然性能问题得以解决，但是又遇到了另一个致命问题——ARM在服务器领域生态薄弱，缺少能够兼容的硬件和软件。

随着时间的推移，ARM相关厂商投入研发软件生态，生态逐步完善，年前后，华为、亚马逊、飞腾、安晟培（Ampere）等公司陆续推出了惊艳市场的产品，这一次，ARM终于打开了服务器市场，打破了x86在近年服务器市场一家独大的局面。

年1月，华为在ARMv8架构的基础上自主设计的鲲鹏920，一经推出震撼业界，性能超出业界标杆25%，能效比优于业界标杆30%。年底，亚马逊（AWS）发布Graviton2，高于IntelXeon-based5th代（英特尔至强第5代）处理器40%的性价比。年3月，安晟培（Ampere）推出Altra处理器，总体性能相比英特尔铂金快了1.23倍，节电效率为AMDEPYC（霄龙）处理器的1.14倍，是英特尔至强白金处理器的近2倍。年10月，阿里巴巴旗下半导体公司平头哥发布ARM架构的自研云芯片倚天710，性能超过业界标杆20%，能效比提升50%以上。

今天，我们生活在云计算的时代，随着ARM服务器芯片的逐渐成熟，越来越多的云服务厂商开始向ARM架构迁移，亚马逊和华为鲲鹏云是ARM云领域的佼佼者。为什么云服务厂商不遗余力的向ARM架构迁移，主要原因有四点：

对于云服务厂商而言，服务器的芯片成本和能耗成本在其总成本中的占比非常高，提供更高性价比的算力是其保持竞争力的关键因素。对于云服务商而言，成本下降10%带来的都是巨大的利润上升。ARM性能提升后，低功耗、低成本的优势进一步凸显，能够降低数据中心的能耗，节省巨额电费和散热成本。对于云服务的客户而言，ARM是一种更加便宜的算力，目前AWS上的ARM云，比同性能下的X86性价比高40%。

再者，ARM的生态体系已经成熟。运行数据中心的软件都可以在ARM上运行。大型操作系统，如Linux、BSD、windows都有ARM架构的支持。容器化，包括虚拟化工具如docker、VMware、KVM等，可以在ARM架构运行。编程语言，包如CUDA（库哒）和Java（家哇），Python（拍森）也可以有ARM的支持。

其次，英特尔一家独大，不利于厂商的发展。英特尔X86架构高度垄断且复杂，除英特尔外，只有AMD、威盛（VIA）、兆芯现有x86架构产品。ARM开放授权，在性能、生态两大制约因素基本解决之后，更低能耗的ARM，为云厂商提供了新的选择。

除了以上三点，还有一个关键因素，那就是外部大环境发生了变化。随着5G、人工智能、物联网的发展，云端的计算架构体系正在重构，传统的X86架构难以满足需求，市场需求的变化，为ARM提供了新的机遇。

例如，人工智能，AI训练需要处理的数据量非常庞大，让机器人识别一只猫，需要数万张图片的训练量。在这种情况下，原本单纯由CPU提供算力的模式无法满足需求。这就导致了云端计算架构开始重构，目前AI训练大部分采用GPU为主的CPU GPU集群的架构。在云端计算架构重构的趋势下，云端计算及软件生态对X86芯片的依赖弱化。软件、AI算法趋于成熟和稳定后，进一步追求性能、能效和成本的最优化是必然趋势，那么更低功耗、高性能的ARM开始成为新的选择。

接下来，我们看一下5G带来的变化。5G拥有低时延、大带宽、高可靠等特点，在5G的加持下，终端的算力开始向云端转移，也就是“算力云化”。

什么是算力云化？我们举一个例子。我们大家手里拿的手机，主要依靠内部的手机芯片提供计算能力。通过ARM安卓虚拟化技术，将计算和显示分离，计算由云端的ARM安卓云服务器完成，手机屏幕负责呈现结果和人机交互，数据则通过5G高速网络进行传输。我们可以远程控制虚拟手机，虚拟手机具备和实体手机几乎一样的功能。这种虚拟手机，也就是我们常说的“云手机”。

随着5G网络的进一步普及，以及带宽资费的持续下降，时延将进一步下降，未来云手机将拥有接近实体手机的操作体验。当下风口上的元宇宙，核心逻辑是实现计算和显示分离，本质也是算力云化。

ARM在移动端有显著的生态优势，几乎所有的手机应用都是基于ARM，对于云手机、云游戏等场景而言，低能耗、低成本的ARM云显然是更加合适的底层硬件。目前国内，在ARM云的基础上，应用场景也已经开始加速落地，如云手机、云游戏和云应用。

国内厂商不遗余力向ARM架构迁移，还有一个关键因素，就是为了自主可控。不久前，英伟达收购ARM以失败告终，ARM得以保持中立和开放。国内基于ARM架构的服务器芯片：华为鲲鹏CPU、飞腾CPU、平头哥倚天CPU，在自主创新、安全可控、产业生态和芯片性能上，已经成为替代英特尔x86等国外芯片的最佳选择。

时代将会改变一切。诞生于上个世纪80年代的ARM，起初在夹缝中生存，年以后，手机时代来临，ARM一飞冲天，占领了99%的手机芯片市场。今天，5G、人工智能、物联网开始蓬勃发展，ARM又迎来了新机遇，开始快速进入服务器、数据中心、云计算和PC领域。

年，苹果Mac切换到了基于ARM的M1芯片，苹果的手机、iPad、PC、Macmini实现生态闭环，底层硬件统

一，软件生态打通，移动端、PC、IoT走向融合。M1证明了基于ARM的PC芯片可以拥有超过X86的性能，引发了PC市场向ARM的迁移浪潮。

可以预见，开放授权、生态强大、性能快速提升、功耗更低的ARM，未来将成为更多场景的一体化算力底座。

感谢大家观看本期节目，从下一期开始，我们将为大家介绍基于ARM安卓虚拟化应用场景。我们下期再见。

在Arm云的发展上，我国还是走在前面的。Arm开放授权，而且华为鲲鹏920、飞腾、平头哥芯片性能都很强悍。发展Arm云，对国内是好事。